РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КОНСТРУИРОВАНИЮ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИИ

1. Перепад диаметров ступеней вала с призматическими шпонками назначают из условия свободного прохода детали без удаления шпонок из пазов (см. рис. 11.9, а).

2. Две призматические шпонки в соединении ставят под углом 180^о одна к другой. Две сегментные шпонки ставят вдоль вала в одном пазу ступицы. Постановка нескольких шпонок сильно ослабляет вал, поэтому в настоящее время их заменяют 'зубчатым (шлицевым) соединением.

3. Из технологических соображений рекомендуется для ступеней одного и того же ступенчатого вала назначать одинаковые шпонки по сечению и длине, исходя из ступени меньшего диаметра, имеющего шпоночный паз (рис. 11.18).

Рис. 11.18. Ступенчатый вал с одинаковыми шпонками

Прочность шпоночных соединений в данном случае получается вполне достаточной, так как усилия Р₁ и Р₂ действующие на шпонки, составляют Р₁= 2М/d₁ и Р₂= 2М/d₂ , но d₂>d₁, следовательно, Р₂<Р₁. Это доказывает, что чем больше диаметр ступени вала, тем меньшее усилие Р передает шпонка этой ступени при одном и том же вращающем моменте М.

Пример 44. Два вала диаметром d=25 мм соединены с муфтой сегментными шпонками (см. рис. 11.14). Определить допускаемую величину передаваемого вращающего момента [М] из условия прочности шпоночного соединения. Материал муфты— сталь. Нагрузка спокойная.

Решение.

1. По табл. 11.5 для вала d=25мм принимаем размеры шпонки: b=8 мм, h=11мм, 1 =27,3 мм, t=8 мм.

2. По табл. 11.6 принимаем [σ]_см= 150 н/мм², [τ]_ср = 100 н/мм².

3. По формуле (11.9) определяем допускаемый вращающий момент из условия прочности соединения на смятие:

4. По формуле (11.10) определяем допускаемый вращающий момент из условия прочности шпонки на срез:

[М]<= d·b·l·[τ]_ср/2=25·8·27,3·100/2=273·10³ н·мм.

Принимаем [М] <=153,5 10³ н·мм.

Задача 40. Из условия прочности на смятие определить длину стандартной призматической шпонки с плоскими торцами (исполнение 3) для передачи вращающего момента с вала на шестерню (см. рис. 11.11, а). Диаметр вала d=40мм. Материал шестерни - чугун. Передаваемый момент М=290·10³ н·мм. Нагрузка постоянная.

Ответ. 1=63мм.

Контрольные вопросы

1. Как определяют размеры шпонок?

2. Чем объясняется, что основным проверочным расчетом шпоночного соединения служит расчет на смятие?

3. Напишите формулу для расчета на смятие соединения призматической шпонкой и объясните значения величин, входящих в эту формулу.

4. Почему сегментную шпонку необходимо проверять на срез, а призматическую не обязательно?